JPS583040B2 - ステンレスコウノ チヤクシヨクマエシヨリホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステンレス鋼を着色処理するに際して、製造履
歴によって生ずるわずかな表面性状差に起因する着色色
差を解消する着色前処理方法に関するものである。

着色ステンレス鋼は無着色ステンレス鋼より豪華な感じ
を有するのでその特性を生かし、近年調度品や日用品更
には、建築材料として広く使われるようになってきた。

このステンレス鋼の着色に関しては特開昭４６−７３０
８、特開昭４８−１１２４３、特開昭４９−２１３３９
等による着色法によって、従来法に比べ耐摩耗性に優れ
た再現性のある着色技術が開発されて以来一段と関心が
高まり、数多くの特許が出願され商品化が試みられてお
り、着色ステンレス製品は今後大量に生産される趨勢に
ある。

しかし従来のステンレス鋼の着色処理においては製造履
歴の異なる（製造ロット、製造時期等）ステンレス鋼を
同一条件で着色処理すると製造履歴間に異なった色彩を
呈し、今後の解決すべき問題として残されていた。

発明者等は多数の製造履歴の異なるステンレス鋼をイン
ターナショナルニッケル社の開発した前記特許公開公報
に記載の方法によって着色した結果、特に青色及び金色
系統が色差の大きいことを見出した。

一方浸漬時間の長い赤色や緑系統の色差は余り大きくな
いことから、ステンレス鋼板の表面層の性状が製造履歴
によって異なるものと推察された。

そこで種々の前処理を行ない表面状態を均質にすること
を試みた。

着色溶液に浸漬して着色する前に一般には脱脂する工程
がある。

この脱脂工程で表面状態を改善するために、アルカリ溶
液中で電解洗浄を行なったが満足する結果は得られなか
った。

次に従来ステンレス鋼着色の前処理として用いられてい
る塩酸水溶液中への浸漬処理（特公昭３９−２９９５２
）を用い、表面状態の改善を試みた。

しかし、この方法ではステンレス鋼表面が白濁し、着色
後の色彩にも影響するという欠点のあることがわかった
。

更に、本発明者等はステンレス鋼のメッキ前処理として
通常用いられる次の（ｉ）〜（ｉｉ）の処理を試みた。

（ｉ） １０〜３０％ＨＣｌ溶液に室温で浸漬し、そ
の後陰極処理する。

（ｉｉ）２０〜５０％Ｈ２ＳＯ４溶液中に６５〜８５℃
で気泡が発生する壕で浸漬する。

（ｉｉｉ）ＨＣｌ−Ｈ２ＳＯ４の混酸に室温で浸漬する
。

等を行なってみたが、何れの処理法もステンレス鋼製造
履歴の差異を無くする効果はなかった。

この原因を考察すると、何れの方法もステンレス鋼板製
造時に鋼板表面に生成する酸化被膜、不動態化被膜等の
表面被膜のみを溶解し活性化することを目的としており
、その目的に合致した処理しかなされておらず、この程
度の表面被膜の溶解では、ステンレス鋼の着色の前処理
としては不充分であることがわかった。

これを第１図に示す如きステンレス鋼板の表面構造モデ
ル（主に光輝焼鈍材）で説明すると、図中の「Ａ」層は
ステンレス鋼板製造時に生成した表面被膜であり、その
組成はスピネル型酸化物である。

また「Ｂ」層は表面近傍の地鉄の一部が製造工程中に変
質した層である。

「Ｃ」層は変質されていない地鉄である。尚、「Ａ」及
び「Ｂ」の厚みは鋼板の板厚の影響を受け、板厚の増加
により「Ａ」・「Ｂ」共に厚くなる傾向を示す。

（本発明者等の推定では「Ａ」層の厚さは約数１０Å〜
数１００Åで、「Ｂ」層の厚さは数１００Å〜２０００
Å程度である。

）このような表面構造モデルにおいて、従来の前処理で
は「Ａ」層のみしか除去しておらずステンレス鋼の製造
履歴の差異が「Ｂ」層の差異となってそのまま残存して
いるためその影響が大きく作用し、着色に際して色差と
なって現われるものと推察される。

従って、この差異を取除くためには、地鉄の「Ｃ」層が
表面に現われるまで即ち「Ａ」及び「Ｂ」層の両者を完
全に溶解すれば、着色時における鋼板製造履歴の差異を
無くすることができることに思い到った。

そこで本発明者等は、表面被膜層「Ａ」及び変質層「Ｂ
」を取除くためにリン酸溶液を用いて、種々のステンレ
ス鋼について着色前の前処理として、陽極電解を行ない
この事実に間違いのないことを確認し、本発明を開発し
たものである。

本発明は、このようにあらかじめステンレス鋼の表面被
膜及び変質層を取除き製造履歴の違いによる表面性状の
差をなくすることにより目的を達するものであって、前
述の如く従来の脱脂や表面を活性化するために行なう前
処理方法（特公昭４９−１６１７８）とは本質的に異な
るものであり、今後大量に着色ステンレスを製造する際
に実用上大きな効果を発輝する方法を提供するものであ
る。

本発明は、ステンレス鋼の着色前処理として、リン酸水
溶液中で陽極電解処理することにより表面被膜及び変質
層を除去することを特徴とする。

電解処理することにより表面変質層も溶解除去されるた
め、製造履歴による差異のない均一な表面が得られ、こ
れにより色差のない再現性のある着色が得られる。

本発明の処理条件として電流密度は０．５〜３０Ａ／ｄ
ｍ２の範囲で良好な結果が得られる。

０．５Ａ／ｄｍ２以下では長時間の電解処理が必要であ
り、３０Ａ／ｄｍ２以上では水素が激しく発生し、地鉄
が溶解し、着色ステンレス製品にたて筋の色ムラを生じ
、好ましくない。

リン酸濃度について、低濃度では高浴電圧を必要とし、
電流効率が悪い。

又高濃度ではリン酸使用量が増大するのに対しその効果
が比例的に増大せず不経済であり、約１０重量％が好ま
しい。

次に電解電気量（クーロン＝アンペア−×秒）は実施例
に示す如く１２０クーロン／ｄｍ２以上で優れた効果を
発揮する。

この前処理工程は、脱脂工程と着色工程の間で行なうこ
とが好ましく、本工程を脱脂工程と兼用することは色ム
ラを生じ好ましくない。

次に本発明の実施例を説明する。

実施例 供試材としてＳＵＳ ３０４ ＢＡステンレス鋼板の１
．２ｍ／ｍ材で製造履歴を異にするＡ，Ｂ試料を用い、
脱脂、水洗後リン酸１０％水溶液中に浸漬し、着色すべ
きステンレス鋼板を陽極として電流密度０．５Ａ／ｄｍ
２と０．８Ａ／ｄｍ２２． ５分間電解処理を施した。

なお比較のため従来法の処理として３０％硫酸水溶液に
７０℃で気泡が発生するまで浸漬した（浸漬時間は５秒
間である）。

これらの試料を水洗後着色浴（クロム酸３００ｇ／ｌ、
硫酸５００ｇ／ｌ，温度７５℃）に１０分間浸漬着色し
た。

またリン酸電解液中のＦｅおよびＣｒ溶出量を分析し表
面溶解厚みを概算した。

この結果を第１表に示す。

また第２図に東洋理化工業製積分球自動測色色差計ＡＶ
−ＳＣＨ−２Ｓ（０°方式測定面積３０φ）を用いて実
施例の各着色材を測定した結果を示す。

（図中の数字は試料番号） これらの結果から明らかなようにステンレス鋼製造履歴
の差異をなくし鮮明で且つ色差のない着色材を得るため
には本発明法のごとく変質層までの除去が必要であり、
従来法のごとく表面被膜のみの溶解では不鮮明且つ色差
の大きいものしか得られない。

【図面の簡単な説明】

第１図はステンレス鋼板の表面構造の説明図で第２図は
実施例の各着色材を測定した結果を示す。 Ａ・・・ステンレス鋼板製造時に生成した表面被膜、Ｂ
・・・変質層（地鉄の一部）、Ｃ・・・地鉄。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステンレス鋼の着色に際して脱脂工程後にリン酸水
   溶液中で電流密度０．５〜３０Ａ／ｄｍ２、単位面積当
   り１２０クローン／ｄｍ２以上の電気量で陽極電解処理
   を施すことにより該ステンレス鋼表面に形成されている
   表面被膜層及び変質層を除去することを特徴とするステ
   ンレス鋼の着色前処理方法。